PENGARUH MEDIA PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE–SAMPAH ORGANIK

PENGARUH MEDIA PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE –SAMPAH ORGANIK SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Oleh :

TRI PRASTYO

I 1407007

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

HALAMAN PENGESAHAN PENGARUH MEDIA PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE –SAMPAH ORGANIK

Disusun oleh

TRI PRASTYO NIM. I 1407007

Dosen Pembimbing I

Heru Sukanto, ST,MT NIP. 19720731 199702 1 001

Dosen Pembimbing II

Ir. Wijang Wisnu Raharjo, MT NIP. 19681004 199903 1 002

Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Rabu tanggal 25 Juli 2012

1. Bambang Kusharjanta, ST,MT NIP. 19691116 199702 1 001

2. Purwadi Joko Widodo, ST,M.Kom NIP. 19730126 199702 1 001

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Koordinator Tugas Akhir

Persembahan Teruntuk :

Ibundaku & Rosa Pertiwi Gunadi, ST MOTTO

“Keyakinan merupakan suatu pengetahuan di dalam hati, jauh tak terjangkau oleh bukti” (Kahlil Gibran).

“Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali

setiap kali kita jatuh” (Confusius).

“Setiap saat dalam hidupmu adalah ibarat gambar yang belum pernah terlihat, dan gambar yang tidak akan pernah terlihat lagi. Jadi, nikmati hidupmu dan

jadikan setiap momen menjadi indah”

PENGARUH MEDIA PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE –SAMPAH ORGANIK

Tri Prastyo

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta pras_tyo_07@yahoo.com

Abstrak

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik komposit HDPE- Sampah organik meliputi kekuatan bending, geser tekan, dan kekuatan impact komposit dibawah variasi media perendaman.

Komposit terbuat dari bahan High Density Polyethylene (HDPE) daur ulang dan sampah organik. Pembuatan komposit menggunakan metode pressured sintering dengan suhu sebesar 120 o

C, pada tekanan 8.7 kPa, selama 10 menit, dan

fraksi volume HDPE 0.3. Pengujian water absorption mengacu ASTM D5229, Pengujian kekuatan bending dan kekuatan geser tekan mengacu ASTM D1037, sedangkan pengujian impact mengacu ASTM D5941. Pengamatan patah bending komposit dilakukan dengan SEM (scanning electron micrograph).

Hasil penelitian menunjukkan secara keseluruhan karakteristik mekanik komposit HDPE-Sampah organik yang direndam mengalami penurunan dibandingkan spesimen yang tidak mendapatkan perlakuan perendaman. Penurunan kekuatan bending, geser tekan, dan impact terbesar terjadi pada variasi perendaman dalam air accu zuur, diikuti air laut, air detergen, dan air destilasi. Penurunan kekuatan bending sebesar 62.33%. Penurunan kekuatan geser tekan sebesar 59.56%. Penurunan kekuatan impact sebesar 60.07%.

Kata kunci : Komposit, HDPE, Sampah organik, Sintering, Water absorption.

EFFECT OF IMMERSION MEDIA TO MECHANICAL CHARACTERISTIC OF HDPE-ORGANIC WASTE COMPOSITES

Tri Prastyo

Mechanical Engineering Departement Engineering Faculty, Sebelas Maret University

Surakarta, Indonesia pras_tyo_07@yahoo.com

Abstract

The research was conducted to investigate characteristic of HDPE – Organic waste composite. The properties tested includes are bending strength, compression shear strength and impact strength composites under variety of media immersion.

Composite material was made of High Density Polyethylene (HDPE) recycle and organic waste. The composite was made by pressured sintering method with 120 o C temperature at 8.7 kPa, during 10 min, and 0.3 HDPE volume fraction. Water absorption test refers to ASTM D5229. Bending test and compression shear refers to ASTM D1037, whereas impact test refers to ASTM D5941. The fracture surface of bending test was observed SEM (scanning electron micrograph).

The result shows mechanical characteristics of HDPE-Organic waste composite that immersed have decreased compared with the specimen that did not get the immersion treatment. Decrease of bending strength, compression shear, and impact strength occurs on the variation of immersion in accu zuur water, sea water, detergent water, and distilled water. Decrease of bending strength, compression shear, impact strength are 62.33%; 59.56%; 60.07% respectively.

Keywords : Composite, HDPE, Organic waste, Sintering, Water absorption.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan inayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyampaikan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada :

1. Ibunda dan Ayahandaku, keluarga mas Eko Supriyanto, ST & mbak Lilin, keluarga mbak Dwi Handayani, Amd & mas Wahyu. Keponakanku Devanno-Devinno, dan Zlatan terimakasih atas doa, kasih sayang, dan semangat yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Heru Sukanto, ST, MT. selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan banyak masukan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

3. Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo, MT. selaku dosen pembimbing II yang dengan ikhlas dan sabar memberikan banyak bantuan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, serta sebagai pembimbing akademik selama menjalani perkuliahan.

4. Bapak Bambang Kusharjanta, ST, MT., Bapak Purwadi Joko Widodo, ST, M. Kom., dan Bapak Didik Djoko Susilo, ST, MT. selaku dosen penguji.

5. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana keilmuan.

6. Rosa Pertiwi Gunadi, ST. terima kasih atas hari-hari yang telah kita lalui bersama, karena semangat, perhatian, dan kasih sayang darimu sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

7. Firmansyah Gunadi, SH & Yulia Endah Lestari, SE terima kasih atas canda dan tawa kalian menemani penulis menyelesaikan skripsi ini.

8. Keluarga Ir. Wasis Gunadi, MBA

9. Keluarga besar mbah Mangun Diharjo

11. Muhamad Fandy Assydiqi, ST, Didik Riyanto, ST, Agung Ibnu Wibowo, ST, Heri Saputro, ST, Pradipta Fajar Yuniarto kawan dan sahabat seperjuangan yang telah melakukan penelitian bersama-sama.

12. Teman-teman Teknik Mesin Fakultas Teknik Non Reguler UNS angkatan 2007 (Triono Karso, Wisnu, Eko Sri Wahyudi, Agus, Dany, Eko Yulianto, Frans Sukma, ST, Khamdan, Apriyan Triasmoko, Iva Irawan, Diky, Fandy DP.

13. Teman-teman Teknik Mesin Fakultas Teknik Non Reguler UNS angkatan 2006 (Aji, Dhidhit, Ocky, Bomby, Tri SS, Yayan, Hendrawan, Danang, Bagus, Andi, Arive) dan semua tanpa terkecuali yang telah memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi.

14. Kakak tingkat Fakultas Teknik Mesin UNS angkatan 2004, 2005, dan Bapak-Ibu S2 (khususnya Bu Rina dan Pak Ahmad) yang telah memberikan semangat.

15. Ibu Elisa, Mas Haryanto, Pak Endras, & Semua Karyawan Fakultas Teknik.

16. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan dorongan semangat serta do’anya, terima kasih.

Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran, koreksi dan kritik demi kesempurnaan skripsi ini, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih..

Surakarta, Juli 2012

Penulis

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Skema penyusutan pori selama proses sintering...........................

30

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Ikatan pada komposit ................................................................

Gambar 2.2 Simbol recycle HDPE ...............................................................

11

Gambar 2.3 Three point bending ..................................................................

12

Gambar 2.4 Sudut impak ..............................................................................

10

Gambar 2.5 Pengujian geser tekan ................................................................

14

Gambar 2.6 Skema penyusutan pori selama proses sintering .......................

16

Gambar 2.7 Mekanisme pencampuran serbuk ..............................................

17

Gambar 3.1 Bahan penelitian ........................................................................

19

Gambar 3.2 Alat Penelitian ...........................................................................

20

Gambar 3.3 Alat Pengujian ........................................................................... 22` Gambar 3.4 Dimensi spesimen bending........................................................

25

Gambar 3.5 Dimensi spesimen Impact .........................................................

25

Gambar 3.6 Dimensi spesimen geser tekan ..................................................

26

Gambar 3.7 Diagram Alir Penelitian ............................................................

27 Gambar 4.1 Pengaruh media perendaman terhadap water absorption komposit HDPE-sampah organik ..............................................

31 Gambar 4.2 Pengaruh waktu perendaman terhadap kekuatan bending komposit HDPE-sampah organik .............................................. 32

Gambar 4.3 Pengamatan patah bending ........................................................

33

Gambar 4.4 Pengaruh waktu perendaman terhadap kekuatan geser tekan

komposit HDPE-Sampah organik .............................................

34

Gambar 4.5 Spesimen uji komposit HDPE-Sampah organik setelah pengujian

geser tekan .................................................................................

35

Gambar 4.6 Pengaruh waktu perendaman terhadap kekuatan impact komposit

HDPE-Sampah organik .............................................................

35

Gambar 4.7 Spesimen uji komposit HDPE-Sampah organik setelah pengujian

impact ........................................................................................

36

DAFTAR LAMPIRAN

Tabel 1. Pengujian Bending Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Media

Perendaman. Tabel 2. Pengujian Geser Tekan Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi

Media Perendaman. Tabel 3. Pengujian Impact Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Media

Perendaman. Tabel 4. Pengukuran Densitas Spesimen Bending Komposit HDPE-Sampah

Organik. Tabel 5. Pengukuran Densitas Spesimen Geser Tekan Komposit HDPE-Sampah

Organik. Tabel 6. Pengukuran Densitas Spesimen Impact Komposit HDPE-Sampah

Organik. Tabel 7. Pengujian Water Absorption Spesimen Bending Komposit HDPE-

Sampah Organik. Tabel 8. Pengujian Water Absorption Spesimen Geser Tekan Komposit HDPE-

Sampah Organik. Tabel 9. Pengujian Water Absorption Spesimen Impact Komposit HDPE-

Sampah Organik. Tabel 10. Densitas Aktual Tanpa Perendaman. Tabel 11. Densitas Aktual Setelah Perendaman Dalam Air Destilasi. Tabel 12. Densitas Aktual Setelah Perendaman Dalam Air Detergen. Tabel 13. Densitas Aktual Setelah Perendaman Dalam Air Laut. Tabel 14. Densitas Aktual Setelah Perendaman Dalam Air Accu Zuur. Tabel 15. Porositas Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Media

Perendaman Lampiran Perubahan Warna Air Perendaman Lampiran Pengujian Kadar Kimia Media Perendaman Lampiran Dimensi Alat Uji

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Komposit polimer merupakan salah satu komposit yang diminati pembuatannya karena memiliki kekuatan yang cukup tinggi dengan harga yang relatif murah serta mampu membantu permasalahan lingkungan. Kebijakan negara Uni Eropa dan sebagian Asia telah mensyaratkan bahan daur ulang dan serat alam untuk pembuatan komponen otomotif untuk mengurangi dampak permasalahan lingkungan (End of Life Vehicle directive 2000/53/EC). Gabungan HDPE - ranting - daun merupakan salah satu alternatif bahan yang dapat digunakan untuk pembuatan komposit. Komposit HDPE - ranting - daun memiliki keunggulan jika dilihat dari sisi pembiayaan atau investasi karena lebih ekonomis.

Potensi sampah plastik HDPE di Indonesia diperkirakan akan semakin meningkat, dikarenakan semakin meningkatnnya konsumsi HDPE di sektor industri. Miyarso (2012) mengatakan, pada tahun 2012 konsumsi HDPE nasional diperkirakan mengalami kenaikan sekitar 7%-8%, ini terlihat dari produksi HDPE selama Januari sampai September 2011 sebesar 76,82%. Selama tiga kuartal pertama produksi HDPE tahun 2011 sebesar 242 ribu ton, dari kapasitas sebesar 315 ribu ton (okezone.com, Januari 2012). Indonesia dengan jumlah penduduk hingga 225 juta, setiap hari menghasilkan sampah baik organik maupun anorganik. Jumlah sampah yang dihasilkan setiap hari di Indonesia mencapai 11,330 ton per hari, dan dalam satu tahun, mencapai 4.078.800 ton per tahun (www.p-wec.org, 2012). Potensi sampah sebesar itu dapat dijadikan sesuatu yang bermanfaat dan memiliki nilai ekonomis, salah satunya menjadi komposit. Komposit dapat dibuat dari bahan yang ramah lingkungan, dan produk yang hasilnya dapat digunakan pada berbagai macam kebutuhan (Krzysik, 1991).

Pembuatan komposit dapat dilakukan salah satunya dengan metode pressured sintering. Pressured sintering adalah suatu metode yang mengaplikasikan proses kompaksi dan sintering . Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan komposit antara lain adalah : ukuran partikel serbuk, besarnya tekanan, temperatur sintering, lamanya Pembuatan komposit dapat dilakukan salah satunya dengan metode pressured sintering. Pressured sintering adalah suatu metode yang mengaplikasikan proses kompaksi dan sintering . Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan komposit antara lain adalah : ukuran partikel serbuk, besarnya tekanan, temperatur sintering, lamanya

Saat ini komposit serat alam memiliki dua permasalahan yang perlu ditangani yaitu : kecocokan resin dan pengaruh penyerapan air (Westman, 2010). Pengujian water absorption komposit polyester-serat kenaf, dengan variasi larutan air destilasi, air laut, dan larutan asam, diperoleh kadar air maksimum (Mm) pada komposit yang direndam dalam larutan asam, diikuti dengan air laut dan air destilasi selama 21 hari dan menurunkan kekuatan mekaniknya (Nosbi, 2010). Balaji (2011) mengatakan, Peningkatan kadar asam sulfat 15 % sampai 35% terhadap pengujian water absorption komposit serat rami matrik epoxi menurunkan kekuatan mekaniknya.

Salah satu komponen penyusun komposit ini adalah material organik yang berpotensi menyerap kelembaban, karena itu diperlukan penelitian untuk mengetahui perilaku penyerapan air serta efek penyerapan air terhadap degradasi karakteristik mekanik komposit HDPE sampah organik. Komposit ini diharapkan dapat di aplikasikan di luar ruangan dan mampu memenuhi kebutuhan penggunaan bahan yang semakin meluas di segala bidang.

1.2 Perumusan Masalah

Bagaimana pengaruh variasi media perendaman terhadap karakteristik mekanik komposit berbahan dasar HDPE dan sampah organik.

1.3 Batasan Masalah

Pada penelitian ini masalah dibatasi sebagai berikut:

1. Selama proses pencampuran distribusi serbuk HDPE, serbuk ranting pohon dan serbuk daun yang digunakan dalam pembuatan komposit ini dianggap merata.

2. Selama proses pressured sintering distribusi panas diasumsikan merata.

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik komposit HDPE dan Sampah organik berupa kekuatan bending, geser tekan, dan kekuatan impact komposit dibawah variasi media perendaman.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Bab I Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, serta sistematika penulisan tugas akhir.

2. Bab II Dasar teori, berisi tinjauan pustaka serta kajian teoritis yang memuat penelitian-penelitian sejenis serta landasan teori yang berkaitan dengan permasalahan yang diteliti.

3. Bab III Metodologi penelitian, menjelaskan peralatan yang digunakan, tempat dan pelaksanaan penelitian, langkah-langkah percobaan dan pengambilan data.

4. Bab IV Data dan analisa, menjelaskan data hasil pengujian, perhitungan data hasil pengujian serta analisa hasil dari perhitungan.

5. Bab V Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran. Kesimpulan memuat pernyataan singkat dan tepat yang dijabarkan dari hasil penelitian serta merupakan jawaban dari tujuan penelitian dan pembuktian kebenaran hipotesis. Saran memuat pengalaman dan pertimbangan penulis yang ditunjukkan kepada para peneliti yang ingin melanjutkan atau mengembangkan penelitian yang sejenis.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Kebutuhan penggunaan bahan yang semakin meluas di segala bidang, menjadi sebuah tantangan untuk menciptakan bahan baru yang kuat, murah, ringan, tahan korosi dan mudah dalam pembentukannya. Komposit merupakan salah satu solusinya, limbah dan serat alam sudah digunakan pabrikan Eropa untuk perakitan mobil-mobil mewah, di antaranya Audi, BMW, dan Daimler AG. Salah satu produk termewah Mercedes S Class, bahkan telah menggunakan komposit serat alam dan bahan daur ulang pada 27 bagian interiornya (Subyakto, 2011), namun komposit yang menggunakan serat alam sebagai filler atau penguat masih sedikit diaplikasikan diluar ruangan. Penurunan kekuatan komposit akan menurun apabila terkena dampak lingkungan disekitar. Diperlukan penelitian untuk mengetahui kekuatan komposit apakah layak untuk diaplikasikan diluar ruangan, serta mengetahui dampak degradasi kekuatannya.

Komposit HDPE sampah organik terbuat dari bahan dasar sampah. Sampah organik (daun dan ranting) berfungsi sebagai filler dan sampah anorganik (plastik HDPE) berfungsi sebagai pengikat, karena sifatnya yang dapat mengalami pelunakan atau pelelehan kembali jika diberi penambahan suhu. Plastik HDPE dapat ditambahkan filler (material pengisi) dari bahan-bahan lain untuk mendapatkan material akhir dengan sifat-sifat yang diinginkan. Pembuatan komposit dapat dilakukan salah satunya dengan metode pressured sintering. Kenaikan suhu sintering menyebabkan HDPE akan semakin mudah melunak dan mengakibatkan bertambahnya titik kontak antar partikel. Dengan pertambahan titik kontak antar partikel plastik semakin besar menyebabkan ikatan antar partikel plastik semakin kuat. Proses pressured sintering pada suhu sintering 120ºC akan meningkatkan jumlah ikatan antar serbuk plastik, karena pada suhu ini serbuk plastik mulai melunak dan mengalami reposisi menempati ruang antar serbuk karet (Sukanto, 2008).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan bahan yang terbuat dari teknologi serbuk antara lain adalah : ukuran partikel serbuk, besarnya tekanan, temperatur sintering , lamanya waktu penahanan sintering, dan volume zat pengikat. Penelitian komposit HDPE-sampah organik dengan variasi peningkatan suhu sintering akan meningkatkan kekuatan bending dan menurunkan nilai serapan air (Riyanto, 2011). Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan waktu sintering dari 5 menit sampai 20 menit akan meningkatkan kekuatan mekanik komposit serta peningkatan densitas komposit (Wibowo, 2012). Tutuko (2007) mengatakan penambahan waktu sintering dari 10 hingga 25 menit akan meningkatkan kekuatan mekanik komposit HDPE-ban bekas.

Penelitian komposit HDPE dan sampah organik dengan variasi peningkatan fraksi volume HDPE meningkatkan kekuatan mekaniknya (Asshiddiqi, 2011). Semakin kecil ukuran serbuk akan meningkatkan kekuatan komposit (Yonanta, 2008). Fraksi volume terbaik yang digunakan untuk membuat komposit dengan HDPE adalah 20% - 40% (Oza, 2010). Peningkatan besar tekanan pada komposit HDPE dan sampah organik mempengaruhi kekuatan mekaniknya (Saputro, 2012).

Komposit yang menggunakan serat alam sebagai filler masih sedikit diaplikasikan diluar ruangan, dikarenakan penurunan kekuatan komposit apabila terkena dampak lingkungan. Komposit serat alam memiliki dua permasalahan yang perlu ditangani yaitu : kecocokan resin dan pengaruh penyerapan air (Westman, 2010). Diperlukan penelitian untuk mengetahui kekuatan komposit apakah layak untuk diaplikasikan diluar ruangan, serta mengetahui dampak degradasi kekuatannya akibat water absorption. Penelitian yang mengkaji komposit serat kenaf (10%, 20%, dan 30%) dan polyester untuk mempelajari pengaruh penyerapan air terhadap sifat mekanik dengan pengujian perendaman dalam air, didapatkan hasil penyerapan air meningkat seiring peningkatan persentase serat (Rashdi, 2010). Perilaku penyerapan air biokomposit poly (asam laktat) dan kulit pohon serat kenaf dengan perendaman air destilasi, ditemukan pengembangan microcracks di permukaan dan di dalam komposit, dan menyebabkan debonding pada serat dan matrik (Taib, 2008). Pengujian water absorption spesimen komposit serat kenaf dilakukan dengan Komposit yang menggunakan serat alam sebagai filler masih sedikit diaplikasikan diluar ruangan, dikarenakan penurunan kekuatan komposit apabila terkena dampak lingkungan. Komposit serat alam memiliki dua permasalahan yang perlu ditangani yaitu : kecocokan resin dan pengaruh penyerapan air (Westman, 2010). Diperlukan penelitian untuk mengetahui kekuatan komposit apakah layak untuk diaplikasikan diluar ruangan, serta mengetahui dampak degradasi kekuatannya akibat water absorption. Penelitian yang mengkaji komposit serat kenaf (10%, 20%, dan 30%) dan polyester untuk mempelajari pengaruh penyerapan air terhadap sifat mekanik dengan pengujian perendaman dalam air, didapatkan hasil penyerapan air meningkat seiring peningkatan persentase serat (Rashdi, 2010). Perilaku penyerapan air biokomposit poly (asam laktat) dan kulit pohon serat kenaf dengan perendaman air destilasi, ditemukan pengembangan microcracks di permukaan dan di dalam komposit, dan menyebabkan debonding pada serat dan matrik (Taib, 2008). Pengujian water absorption spesimen komposit serat kenaf dilakukan dengan

C. Sifat tarik spesimen yang

direndam dalam air dievaluasi dan dibandingkan dengan spesimen komposit kering menunjukkan penurunan kekuatan tarik komposit (Rashdi, 2010).

2.2 Teori Tentang Komposit

2.2.1 Klasifikasi Komposit

Hull (1992), mengklasifikasikan komposit berdasarkan sifat dan dimensi fasa tersebarnya yaitu :

a. Mikrokomposit Dimensi fasa tersebarnya mikrokomposit yang memiliki ukuran antara 10 -8 – 10 -6 m. Mikrokomposit ini dapat dibagi atas tiga bagian berdasarkan ukuran dan bentuk fasa tersebarnya yaitu :

 Mikrokomposit menggunakan penguat sebaran  Mikrokomposit menggunakan penguat partikel  Mikrokomposit menggunakan penguat serat

b. Makrokomposit Biasanya dimensi fasa tersebarnya memiliki ukuran di atas 10 -6 m.

komposit sebagai sistem material yang terdiri dari gabungan dua atau lebih unsur pokok makro yang berbeda bentuk atau komposisi yang tidak dapat dipisahkan satu sama lain. Berdasarkan bentuk material pembentuknya, Schwartz (1984) mengklasifikasikan komposit menjadi lima kelas, yaitu:

 Komposit serat (fiber composite)  Komposit serpihan (flake composite)  Komposit butir (particulate composite)  Komposit isian (filled composite)  Komposit lapisan (laminar composite)

Komposit dengan penguat serat adalah jenis komposit yang paling sering dipakai dalam aplikasi, hal ini dikarenakan komposit jenis ini memiliki sifat kekuatan Komposit dengan penguat serat adalah jenis komposit yang paling sering dipakai dalam aplikasi, hal ini dikarenakan komposit jenis ini memiliki sifat kekuatan

Secara umum komposit dengan penguatan serat tersusun dari dua material utama yaitu matrik dan serat. Antar kedua unsur material tersebut tidak terjadi reaksi kimia dan tidak larut satu sama lain, melainkan hanya ikatan antar muka diantara keduanya. Serat yang memiliki kekuatan lebih tinggi berperan sebagai komponen penguat, sedangkan matrik yang bersifat lemah dan liat bekerja sebagai pengikat dan memberi bentuk pada struktur komposit. Komposit serat dapat dibedakan berdasarkan jenis dan orientasi seratnya, yaitu komposit serat searah (continuous fiber composite), serat anyaman (woven fiber composite), serat acak (chopped fiber composite), dan gabungan beberapa jenis serat (hybrid fiber composite).

2.2.2 Ikatan filler-matrik

Mekanisme penguatan komposit filler sangat di tentukan oleh ikatan antara filler dengan matrik. Apabila ikatan yang terjadi cukup kuat, maka filler dapat meningkatkan kekuatan komposit, tetapi apabila ikatan antar permukaan partikel dengan matrik kurang baik, yang terjadi adalah filler hanya sebagai bahan impurities, dimana filler hanya terjebak dalam matrik tanpa memiliki ikatan dengan matrik dan hanya akan mengurangi kekuatan dari matrik itu sendiri. Kekuatan komposit sangat di tentukan oleh ikatan antar muka antara serat dengan matrik seperti ditunjukkan gambar 2.1.

Gambar 2.1 Ikatan pada komposit (Sumber : George, dkk, 1995)

2.3 Filler

Filler merupakan komponen di dalam material komposit yang berguna untuk memperbaiki sifat mekanik dari bahan matrik yang digunakan. Syarat yang harus dimiliki filler agar dapat dipergunakan dalam komposit adalah kemampuannya berikatan dengan matrik. Kekuatan komposit akan mengalami kenaikan yang cukup tinggi dengan adanya filler. Semakin tinggi kemampuan filler untuk berikatan dengan matrik, semakin kuat pula komposit yang dihasilkan. Mekanisme penguatan sangat di tentukan oleh ikatan antara permukaan filler dengan matrik, apabila ikatan yang terjadi cukup kuat maka mekanisme penguatan akan terjadi dengan baik dan akan meningkatkan kekuatan komposit, akan tetapi apabila ikatan antar permukaan filler dengan matrik tidak sempurna filler hanya sebagai bahan impurities, dimana filler hanya terjebak dalam matrik tanpa memiliki ikatan dengan matriknya dan hanya akan mengurangi kekuatan dari matrik itu sendiri. Penambahan filler bertujuan untuk mengurangi biaya, mewarnai atau menguatkankan bahan polimer.

Secara umum, kemampuan suatu filler dalam komposit dipengaruhi oleh tiga faktor utama yaitu ukuran, bentuk, dan sifat-sifat kimia. Pada umumnya filler memiliki ukuran yang kecil, dan bentuk yang tidak seragam. Peningkatan sifat fisik bahan polimer dapat dikaitkan dengan ukuran partikel filler. Ukuran partikel filler yang kecil akan meningkatkan tingkat penguatan polimer dibandingkan dengan ukuran partikel yang besar. Ukuran partikel mempunyai hubungan secara langsung dengan permukaan per gram filler. Oleh sebab itu, ukuran partikel yang kecil akan memperluas permukaaan sehingga interaksi antara matrik dan filler seterusnya akan meningkatkan penguatan bahan polimer, sehingga dapat disimpulkan semakin kecil ukuran partikel semakin tinggi interaksi antara filler dan matrik polimer. Bentuk partikel dapat mempengaruhi sifat mekanik polimer. Sifat akhir komposit yang dihasilkan akan berbeda beda jika menggunakan bentuk pengisi yang berbeda. Sifat kimia filler akan berinteraksi dengan matrik polimer yang seterusnya akan menghasilkan ikatan. Pembentukan ikatan diantara polimer dan filler akan meningkatkan kekuatan komposit.

Saat ini filler berkembang ke arah serat alam, karena serat alam renewable dan dapat terdegradasi di alam, tidak seperti serat sintetis yang sangat sulit terurai kembali yang akan menambah permasalahan lingkungan. Serat alam dapat menjadi filler dalam komposit karena kandungan selulosenya, dimana selulose ini dimiliki oleh beberapa serat seperti jute, kenaf, sisal, cantula, abaca, dan sekam padi (Ariawan, 2009). Filler juga ada yang terbuat dari bahan anorganik seperti serat kaca, serat kevlar, silica, kalsium, dan mika. Filler yang digunakan dalam komposit ini adalah sampah organik berupa serbuk ranting dan serbuk daun yang ramah lingkungan.

2.4 Matrik

Gibson R.F (1994) mengatakan, bahwa matrik dalam struktur komposit bisa berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik. Matrik secara umum berfungsi untuk mengikat serat menjadi satu struktur komposit. Matrik memiliki fungsi :

 Mengikat serat menjadi satu kesatuan struktur  Melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi lingkungan  Mentransfer dan mendistribusikan beban ke serat  Menyumbangkan beberapa sifat seperti, kekakuan, ketangguhan dan tahanan

listrik. Polimer lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan (Ismail, 2004) yaitu :

a. Mudah diproses

b. Memiliki sifat mekanik yang baik

c. Memiliki berat jenis yang rendah

d. Memiliki suhu pemrosesan yang lebih rendah dibandingkan suhu pemrosesan logam. Plastik merupakan salah satu polimer yang berasal dari zat organik, yang

dihasilkan dari senyawa-senyawa yang pada umumnya terbentuk dari unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), dan nitrogen (N). Zat organik dapat dibuat sintetis dihasilkan dari senyawa-senyawa yang pada umumnya terbentuk dari unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), dan nitrogen (N). Zat organik dapat dibuat sintetis

Polietilena berdensitas tinggi (High density polyethylene, HDPE) adalah polietilena termoplastik yang terbuat dari minyak bumi. Membutuhkan 1,75 kg minyak bumi (sebagai energi dan bahan baku) untuk membuat 1 kg HDPE. HDPE dapat didaur ulang, dan memiliki nomor 2 pada simbol daur ulang. Produksi HDPE industri nasional selama Januari sampai September 2011 masing-masing adalah sebesar 76,82 %, Produksi HDPE selama tiga kuartal pertama di 2011 adalah 242 ribu ton, dari kapasitas sebesar 315 ribu ton per tahun (Okezone.com, Januari 2012).. HDPE memiliki percabangan yang sangat sedikit, hal ini dikarenakan pemilihan jenis katalis dalam produksinya (katalis Ziegler-Natta) dan kondisi reaksi. Karena percabangan yang sedikit, HDPE memiliki kekuatan tensil dan gaya antar molekul yang tinggi. HDPE juga lebih keras dan bisa bertahan pada temperatur tinggi

Tm=130 0 C (Ming-We, 2009). HDPE sangat tahan terhadap bahan kimia sehingga memiliki aplikasi yang luas, diantaranya :

 Sistem perpipaan transfer panas bumi  Sistem perpipaan gas alam  Pipa air  Pembungkus kabel

Gambar 2.2 Simbol recycle HDPE (Sumber : www.kaskus.us, 2012)

Sifat-sifat plastik HDPE secara umum adalah tahan terhadap zat kimia (misalkan minyak, deterjen), ketahanan impak cukup baik, memiliki ketahanan terhadap suhu, tidak tahan terhadap sinar matahari dan plastik HDPE stabil terhadap oksidasi udara (Corneliusse, 2002).

2.5 Karakteristik Komposit

Sifat-sifat komposit dapat diketahui dengan mengetahui kekuatan komposit tersebut. Material komposit merupakan gabungan dari unsur-unsur yang berbeda. Hal itu menyebabkan munculnya daerah perbatasan antara pengisi dan matrik. Ikatan antar muka sangat penting karena antar muka filler – matriks berfungsi untuk memindahkan beban dari matriks ke filler. Kemampuan pemindahan beban ke penguat tergantung pada daya ikat yang muncul pada antar muka komposit. Kemampuan tersebut dapat dihitung dengan berbagai rumus untuk mengetahui nilai dari sifat-sifat komposit yang dihasilkan.

Densitas merupakan indikator penting kemampuan suatu komposit. Hal ini menggambarkan seluruh efek dari properti material. Rumus untuk menghitung densitas (ASTM D-1037) :

Densitas (Kg/m 3 )=

volume

massa ……........………….…………………...…. (2.1)

Komposit serat alam memiliki permasalahan yang perlu ditangani salah satunya adalah pengaruh penyerapan air (Westman, 2010), dengan mengetahui Komposit serat alam memiliki permasalahan yang perlu ditangani salah satunya adalah pengaruh penyerapan air (Westman, 2010), dengan mengetahui

Persen berat penyerapan =

berat ing

berat beratbasah berat 

Sifat komposit dapat dilihat juga dari kekuatan bending sehingga dapat diketahui tegangan bending terbesar yang dapat diterima akibat pembebanan luar tanpa mengalami deformasi yang besar atau kegagalan. Akibat tegangan bending, pada bagian atas spesimen akan mengalami tekanan, dan bagian bawah akan mengalami tegangan tarik.

Komposit akan mengalami patah pada bagian bawah yang disebabkan karena tidak mampu menahan tegangan tarik yang diterima. Kekuatan bending dapat diketahui dengan mengacu ASTM D1037 dengan bentuk dan gambar spesimen seperti pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Three point bending

Kekuatan bending ditentukan oleh MOR (Modulus of Rupture). Rumus untuk menghitung MOR adalah :

= modulus of rupture ( pembebanan dari tengah), MPa P

= beban bending maksimal, N

= panjang span, mm

b = lebar spesimen, mm

d = tebal spesimen, mm

Sifat komposit dapat dilihat juga dari kekuatan impaknya, sehingga dapat diketahui kekuatan impak terbesar yang dapat diterima, dengan mengetahui kekuatan impaknya komposit dapat diaplikasikan dalam kondisi yang masih aman sesuai besar kekuatan impak yang dimiliki komposit tersebut. Untuk mengetahui kekuatan impak komposit, terlebih dahulu dihitung energi yang diserap oleh komposit (W), yaitu selisih energi potensial pendulum sebelum dan sesudah mengenai komposit.

Gambar 2.4 Sudut impak

(Sumber : modul panduan uji impak izod Lab.Pusat MIPA)

W =[w.R.(cosβ–cosα) ………………………………………..... (2.4) dimana: w = berat pendulum (N)

=m.g R = jarak dari pusat rotasi pendulum ke pusat massa (m) β = sudut pantul lengan ayun

α = sudut naik awal lengan ayun Bila pada kondisi pendulum diayunkan bebas (tanpa mengenai benda uji) sudut pantul lengan ayun lebih kecil daripada sudut naiknya berarti terdapat gesekan, maka nilai W dikurangi dengan energi gesekan (W gesek ).

Jadi, persamaan untuk menghitung energi total yang diserap oleh benda (W) adalah: W

=W spesimen –W gesek

W = w.R.(cos β – cos β’) ……………………………………... (2.5) dimana: β’ = sudut pantul lengan ayun tanpa mengenai benda Maka, perhitungan nilai kekuatan impak benda uji adalah sebagai berikut:

a iU

 2 J m .………………………………………... (2.6)

dimana: h = ketebalan benda uji (m)

b = lebar benda uji (m)

Sifat komposit dapat dilihat juga dari kekuatan geser tekannya, sehingga dapat diketahui kekuatan geser tekan terbesar yang dapat diterima komposit. Untuk mengetahuinya kekuatan geser tekan dapat diketahui dengan bentuk dan gambar spesimen seperti pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Pengujian geser tekan (Sumber : ASTM D1037)

Perhitungan untuk menentukan kekuatan geser maksimum adalah:

Dimana: τ = tegangan geser maksimum, psi (Pa) P = beban maksimum, lbf (N)

A = luas penampang spesimen, in 2 (mm 2 )

2.6 Sintering

Sintering adalah pengikatan antara partikel-partikel serbuk pada suhu tinggi. Proses sintering dapat terjadi melalui mekanisme transport atom pada kondisi padat, pada beberapa kasus juga melibatkan fase cair. Proses sintering melalui pergerakan atom akan mengurangi energi permukaan (surface energy) antar partikel. Energi permukaan per unit volume berbanding terbalik dengan diameter partikel. Sedangkan energi permukaan tergantung dari luas permukaan. Oleh karena itu, partikel serbuk dengan luas permukaan spesifik yang lebih tinggi akan memiliki energi permukaan yang lebih tinggi pula dan akan memepercepat proses sintering. Luas permukaan spesifik adalah luas permukaan serbuk dibagi dengan massa serbuk (German, 1994).

Pada Gambar 2.6 diperlihatkan skema penyusutan pori-pori antar partikel serbuk selama proses sintering. Pada kondisi awal adalah kondisi setelah kompaksi, yaitu masih terdapat pori-pori antar partikel serbuk. Awal proses sintering mulai terjadi pengikatan antar partikel serbuk sehingga pori-pori mulai mengecil. Jika proses sintering terus berlanjut maka area kontak antara partikel serbuk membesar karena adanya tekanan selama proses kompaksi dan partikel serbuk mulai mengalami perubahan fase menjadi lebih lunak, dan ketika material sudah pada kondisi suhu ruang akan menghasilkan ikatan yang lebih kuat. Disamping membentuk ikatan antar partikel, siklus sintering diharapkan dapat menyeragamkan campuran serbuk dan mengurangi porositas. Proses sintering berpengaruh besar dalam menentukan sifat Pada Gambar 2.6 diperlihatkan skema penyusutan pori-pori antar partikel serbuk selama proses sintering. Pada kondisi awal adalah kondisi setelah kompaksi, yaitu masih terdapat pori-pori antar partikel serbuk. Awal proses sintering mulai terjadi pengikatan antar partikel serbuk sehingga pori-pori mulai mengecil. Jika proses sintering terus berlanjut maka area kontak antara partikel serbuk membesar karena adanya tekanan selama proses kompaksi dan partikel serbuk mulai mengalami perubahan fase menjadi lebih lunak, dan ketika material sudah pada kondisi suhu ruang akan menghasilkan ikatan yang lebih kuat. Disamping membentuk ikatan antar partikel, siklus sintering diharapkan dapat menyeragamkan campuran serbuk dan mengurangi porositas. Proses sintering berpengaruh besar dalam menentukan sifat

Gambar 2.6 Skema penyusutan pori selama proses sintering

(Sumber : German, 1994)

Dampak proses kompaksi terhadap hasil sintering adalah berkurangnya pori- pori, serta menambah luas area kontak antar partikel, sehingga sifat material hasil proses sintering akan mengalami peningkatan kekuatan, densitas, serta berkurangnya penyusutan saat proses sintering. Serbuk HDPE pada suhu 120°C sudah mulai melunak karena pada suhu tersebut plastik sudah mendekati titik melting. Pelunakan serbuk plastik mengakibatkan terjadinya ikatan antar serbuk plastik. Ikatan antar serbuk plastik juga dipengaruhi oleh kompaksi yang diberikan. Kompaksi yang diberikan bersamaan dengan proses sintering akan memperbesar ikatan antar serbuk plastik. Bertambahnya ikatan antar partikel serbuk plastik akan menurunkan besarnya pori (Yonanta, 2008).

2.6.1 Pencampuran Serbuk (mixing)

Pencampuran serbuk dilakukan untuk menghasilkan distribusi komposisi material dan ukuran serbuk yang seragam. Proses ini juga berguna untuk menyeragamkan distribusi ukuran serbuk sebelum kompaksi, karena pada saat penyimpanan atau proses transportasi bisa mengalami getaran yang memungkinkan terjadinya segregasi. Segregasi dapat terjadi karena perbedaan bentuk, densitas, dan ukuran partikel serbuk.

Terdapat tiga mekanisme pencampuran serbuk yaitu difusi, konveksi, dan geser. Mekanisme difusi yaitu pencampuran yang terjadi karena pergerakan partikel Terdapat tiga mekanisme pencampuran serbuk yaitu difusi, konveksi, dan geser. Mekanisme difusi yaitu pencampuran yang terjadi karena pergerakan partikel

Gambar 2.7. Mekanisme pencampuran serbuk

(Sumber : German, 1994)

Menurut German (1994), pencampuran serbuk yang optimal, yaitu serbuk dapat tercampur dengan baik, tergantung pada jumlah serbuk di dalam tabung dan kecepatan putar tabung. Volume pencampuran serbuk yang optimal adalah antara 20- 40% dari volume tabung. Sedangkan untuk kecepatan putar tabung untuk menghasilkan campuran yang optimum dapat dihitung dari persamaan berikut:

..................................................................................... (2.8) dimana: N c = kecepatan putar pada kondisi kritis (RPM), yaitu pada

kondisi gaya sentrifugal partikel serbuk ke dinding sama dengan gaya gravitasi.

d = diameter tabung (meter)

Untuk mendapatkan kecepatan putar yang optimum adalah sekitar 75% dari

kecepatan putar kritis (N c ).

2.7 Potensi Sampah

Sampah memiliki arti material sisa yang tidak diinginkan setelah berakhirnya suatu proses atau barang yang dibuang karena tidak terpakai lagi. Indonesia dengan jumlah penduduk hingga 225 juta, setiap hari menghasilkan sampah yang mencapai 11,330 ton per hari. Jika jumlah sampah itu dihasilkan dalam satu tahun, maka sampah mencapai 4.078.800 ton per tahun ( www.p-wec.org, 2012 ). Potensi sampah plastik HDPE di Indonesia diperkirakan akan semakin meningkat, dikarenakan semakin meningkatnnya konsumsi HDPE di sektor industri. Miyarso (2012) mengatakan, pada tahun 2012 konsumsi HDPE nasional diperkirakan mengalami kenaikan sekitar 7%-8%, ini terlihat dari produksi HDPE selama Januari sampai September 2011 sebesar 76,82%. Selama tiga kuartal pertama di tahun 2011 sebesar 242 ribu ton, dari kapasitas sebesar 315 ribu ton (okezone.com, Januari 2012). Besarnya potensi sampah di Indonesia dapat dimanfaatkan untuk pembuatan komposit HDPE sampah organik, serta membantu mengurangi dampak permasalahan lingkungan.

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Material Teknik Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3.2 Bahan Penelitian

Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain:

a. Daun Diperoleh dari sampah-sampah daun disekitar kampus UNS.

b. Ranting pohon Diperoleh dari sampah-sampah ranting pohon disekitar kampus UNS.

c. HDPE Diperoleh dari Pengepul, Vanila Plastik, jl. Makam haji-Gawok. Km 3.6 Prampelan Waru, Baki, Sukoharjo.

d. Air Laut Diperoleh dari Pantai Srau, Pacitan, Jawa Timur. Dengan nilai pH 8,40. Dengan nilai salinitas 121,4 mg/L.

e. Air Accu Zuur Diperoleh dari Pabrik Air Accu Jaya Jago, Bekonang, Sukoharjo. Dengan nilai pH <1. Dengan kadar asam sulfat 122,7 mg/L.

f. Air Detergen

Diperoleh dengan mencampur 1 liter air destilasi dan 5,6 gram detergen. Dengan nilai pH 10,9. Dengan nilai kesadahan sebesar 232 mg/L

g. Air Destilasi Diperoleh dari Toko Bahan Kimia Bratachem, jl. Yosodipuro No. 66, Solo. Dengan nilai pH 5,73.

Gambar 3.1 Bahan penelitian : (a) Daun; (b) Ranting; (c) HDPE; (d) Air Laut; (e) Air Accu Zuur; (f) Air Detergen; (g) Air Destilasi

3.3 Alat Penelitian

Spesifikasi alat yang digunakan dalam penelitian dan pengambilan data antara lain adalah :

a. Alat pres

b. Mesh (saringan) Mesh digunakan untuk menyaring HDPE dan sampah organik (daun, ranting) setelah proses crushing. Ukuran serbuk HDPE yang digunakan adalah yang lolos mesh

30 dan tidak lolos mesh 40, sedangkan ukuran serbuk daun dan ranting

pohon yang digunakan adalah yang lolos mesh 6 dan tidak lolos mesh 10.

c. Timbangan digital Timbangan digital digunakan untuk mengukur massa dan selanjutnya untuk menentukan fraksi berat komposit. Spesifikasi timbangan digital:

 Kapasitas and Reability

: 500 g x 0.01

d. Thermometer digital Thermometer digital digunakan untuk mengetahui suhu pada saat dilakukan pembuatan sesimen maupun pada saat perlakuan pada spesimen.

e. Crusher (Pemecah/Penggiling) Crusher digunakan untuk mengiling HDPE, ranting dan daun sebelum disaring menggunakan mesh.

f. Timer Timer digunakan untuk mengetahui atau membatasi lamanya proses sintering.

Gambar 3.2 Alat Penelitian : (a) Alat pres; (b) Mesh; (c) Timbangan digital; (d) Thermometer digital; (e) Crusher: (f) Timer

3.4 Alat Pengujian

a. Universal Testing Machine (UTM) Alat ini digunakan untuk pengujian bending, dan geser tekan pada spesimen komposit.

b. Impact Izod Alat ini digunakan untuk pengujian impact pada spesimen komposit.

c. Scanning Electron Micrograph (SEM) Alat ini digunakan untuk mengambil gambar mikro spesimen uji bending.

Gambar 3.3 Alat Penelitian : (a) UTM; (b) Impact izod; (c) SEM

3.5 Parameter

Dalam penelitian ini parameter yang dibuat tetap adalah:

a. Suhu sintering 120ºC.

b. Tekanan 8,7 kPa

c. Waktu sintering 10 menit

d. Ukuran mesh bahan adalah:  Serbuk HDPE = mesh 30-40

 Sampah organik = mesh 6-10

e. Fraksi volume HDPE = 0.3

f. Sampah organik terdiri dari ranting pohon dan daun kering dengan perbandingan masing-masing ranting : daun adalah 1/ 1.

g. Waktu perendaman 504 jam (21 hari). Parameter yang dirubah adalah media perendaman : tanpa perendaman, air laut, air accu zuur, air detergen, dan air destilasi.

3.6 Langkah Kerja Penelitian  Persiapan Bahan Dasar

Proses penyiapan bahan dasar adalah dengan pengumpulan plastik jenis HDPE yang diperoleh dari pengepul, Vanila Plastik, jl. Makam haji-Gawok. Km 3.6 Prampelan Waru, Baki, Sukoharjo. Sedangkan sampah organik yang dipakai berasal dari lingkungan sekitar kampus UNS, bahan-bahan tersebut kemudian dibersihkan dari kotoran.

 Perlakuan Awal

Perlakuan awal bahan dilakukan dengan cara penjemuran HDPE dan sampah organik dengan memanfaatkan sinar matahari.

 Crushing

Pembuatan bahan dasar komposit menjadi serbuk dilakukan dengan proses crushing . Proses crushing menggunakan mesin crusher.

 Tahap Penyaringan

Pemilihan ukuran serbuk HDPE dilakukan dengan cara penyaringan, untuk ukuran serbuk HDPE yang digunakan adalah yang lolos mesh 30 dan tidak lolos mesh

40, sedangkan ukuran serbuk daun dan ranting pohon yang digunakan adalah yang lolos mesh 6 dan tidak lolos mesh 10.

 Pencampuran Serbuk

Proses pencampuran serbuk dilakukan untuk menyeragamkan komposisi, serta mengurangi segregasi yang biasa terjadi akibat adanya pergerakan atau getaran pada serbuk. Pencampuran serbuk dilakukan dalam keadaan kering. Fraksi volume HDPE sebesar 30% , serbuk daun 35%, dan serbuk ranting 35%, Penggunaan fraksi volume dalam pencampuran kedua serbuk tersebut untuk memudahkan dalam memperkirakan banyaknya masing-masing bahan dalam campuran, pencampuran dilakukan dalam tabung silinder yang diputar dengan kecepatan 75 rpm. Perhitungan untuk mengetahui kecepatan putar pencampuran serbuk yang optimum dapat dilihat pada persamaan (2.8). Dengan volume total serbuk di dalam tabung adalah 40% dari volume tabung.

 Pembuatan Spesimen

Spesimen dibuat dengan metode pressured sintering. Pressured sintering adalah suatu metode yang mengaplikasikan proses kompaksi dan sintering. Sintering dimaksudkan untuk membentuk ikatan antar partikel serbuk dengan menggunakan energi thermal pada suhu di bawah titik leleh material, dalam hal ini adalah HDPE. Sintering dilakukan di dalam cetakan dengan lingkungan udara bebas. Suhu sintering yang dipakai adalah 120 o

C, sedangkan penahanan sintering dilakukan dengan tekanan yaitu 8.7 kPa, dan waktu sintering 10 menit.

 Pengukuran Densitas

Pengukuran densitas digunakan untuk memprediksikan sifat mekanik komposi, dengan mengacu pada ASTM D-1037. Dimensi spesimen mengacu pada pengujian yang akan dilakukan.

 Tahap Perendaman

Sebelum dilakukan pengujian mekanik spesimen terlebih dahulu mendapatkan perlakuan water absorption mengacu ASTM (D5229) dengan waktu perendaman 504 jam (21 hari), dengan variasi media perendaman yaitu : tanpa perendaman, perendaman dalam air laut, perendaman dalam air accu zuur, perendaman dalam air detergen, dan perendaman dalam air destilasi. Dimensi spesimen mengacu pada pengujian yang akan dilakukan.

 Tahap pengujian

Pengujian spesimen yang dilakukan adalah:

a. Pengujian Bending Pengujian bending mengacu pada ASTM D1037, dengan ukuran spesimen seperti terlihat pada gambar 3.4 :

Gambar 3.4. Dimensi Spesimen bending (satuan dalam milimeter).

b. Pengujian Impact Pengujian Impact mengacu pada ASTM D5941 dengan ukuran spesimen seperti terlihat pada gambar 3.5 :

50

194

50.8 7

Gambar 3.5. Dimensi Spesimen Impact (satuan dalam milimeter).

c. Pengujian Geser Tekan Pengujian geser tekan mengacu pada ASTM D1037, dengan ukuran spesimen seperti terlihat pada gambar 3.6 :

Gambar 3.6. Dimensi Spesimen geser tekan (satuan dalam milimeter)

 Pengolahan Data

Dari data yang telah diperoleh, selanjutnya dapat dilakukan analisis data yaitu dengan melakukan perhitungan terhadap besarnya kekuatan bending, kekutan impak dan geser tekan dari komposit HDPE - ranting - daun. Data hasil pengujian selanjutnya dapat disusun menjadi grafik hubungan antara variasi media perendaman terhadap kekuatan bending, kekuatan impak dan kekuatan geser tekan. Grafik digunakan untuk melihat pengaruh media perendaman terhadap degradasi penurunan kekuatan mekanik komposit HDPE - ranting - daun.

4 80

10

3.7 Diagram Alir Penelitian

Secara umum proses penelitian ini dapat dilihat dalam diagram alir sebagai berikut:

Gambar 3.8. Bagan tata cara penelitian

Perlakuan awal

Perlakuan awal

Ranting dan daun

Mixing serbuk ranting, daun, dan HDPE pada

N= 75rpm, fraksi volume HDPE= 0.3

Penyaringan dengan mesh 6-10

Penyaringan dengan mesh 30-40

Pengujian

Bending (ASTM D1037), Geser Tekan (ASTM D1037), Impact (ASTM D5941)

Pembuatan Spesimen

Metode Pressured Sintering dengan P=8.7 kPa, T=120ºC,

waktu 10 menit.

Perendaman